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条形码的发明-影响世界的专利

2016-06-03 14:24:42
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       条形码随着LED、微处理器和激光二极管的不断发展,人们迎来了“条码工业革命”

 

  条形码技术的研究最早可追溯至 20 世纪 20 年代,威斯汀豪斯的实验室里,一位名叫约翰科芒德(John Kermode)的发明家异想天开地想对邮政单据实现自动分检。他的想法是在信封上做条码标记,条码中的信息是收信人的地址,就像今天的邮政编码。为此科芒德发明了最早的条码标识(简称科芒德码),设计方案非常简单,即一个表示数字“1”,二个表示数字“2”,以此类推。然后,他又发明了由基本元件组成的条码识读设备:一个扫描器,能够发射光并接收反射光;一个测定反射信号条和空的方法,即边缘定位线圈;以及使用测定结果的方法,即译码器。 
 

  科芒德的扫描器利用当时新发明的光电池来收集反射光。“空”反射回来的是强信号,“条”反射回来的是弱信号。与当今高速度的电子元器件应用不同的是,科芒德利用磁性线圈来测定“条”和“空”。就像一个小孩将电线与电池连接再绕在一颗钉子上来夹纸。科芒德用一个带铁芯的线圈在接收到“空”的信号的时候吸引一个开关,在接收到“条”的信号的时候,释放开关并接通电路。因此,最早的条码阅读器噪声很大。开关由一系列的继电器控制,“开”和“关”由打印在信封上“条”的数量决定。通过这种方法,条码符号直接对信件进行分检。

 

  然而,科芒德码所包含的信息量相当的低,并且很难编出10个以上的不同代码。此后不久,科芒德的合作者道格拉斯•杨(Douglas Young)在科芒德码的基础上作了些改进。杨码使用更少的条,但是利用条之间空的尺寸变化,可在同样大小的空间对100个不同的地区进行编码。

 

  条形码的相关专利最早出现在20世纪40年代,当时,来自美国的两位工程师乔•伍德兰德(Joe Wood Land)和伯尼•西尔沃(Bernard Silver)着手研究用代码表示食品项目的方法及相应的自动识别设备,并于1949年申请了名为“分级装置和方法”的美国US2612994号专利,如图15-1、图15-2所示。 该专利的图案很像微型射箭靶,被称为“公牛眼”代码。靶的同心圆是由“条”和“空”绘成的圆环形。发明人的想法是利用科芒德码和杨码的垂直的“条”和“空”,并使之弯曲成环状,非常像射箭的靶子。这样扫描器通过扫描图形的中心,能够对条形码符号解码,不管条形码符号方向的朝向。在原理上,“公牛眼”代码与后来的条形码很相近。十年后,乔伍德兰德作为IBM公司的工程师成为北美统一代码UPC码的奠基人。以吉拉德费伊塞尔(Girard Fessel)为代表的几名发明家于 1959 年提请了一件专利,描述了数字09中每个数字可由7段平行条组成。但是这种码机器难以识读,人读起来也不方便。 


  不过这一构想促进了后来条形码的产生与发展。不久,E.F. 布宁克(E.F.Brinker)申请了另一件专利,该专利是将条码标识在有轨电车上。20世纪60年代期西尔沃尼亚(Sylvania)发明的一个系统,被北美铁路系统采纳。这两项可以说是条形码技术最早期的应用。此后,截至2014年,受“公牛眼”专利的启发,出现了近百项有关条形码的生产或读取设备的发明。随着条形码生产与读取技术的发展,条形码的应用也逐渐开始发展起来。


  1970年,易腾迈公司开发出了“二维码”,并有了价格适于销售的二维矩阵条码的打印和识读设备。那时二维矩阵条形码用于报社排版过程的自动化。二维矩阵条形码印在纸带上,由今天的一维 CCD扫描器扫描识读。CCD 发出的光照在纸带上,每个光电池对准纸带的不同区域,根据纸带上印刷条码与否输出不同的图案,组合产生一个高密度的信息图案。用这种方法可在相同大小的空间打印上一个单一的字符,作为早期科芒德码之中的一个单一的条。定时信息也包括在内,所以整个过程是合理的。当第一个系统进入市场后,包括打印和识读设备在内的全套设备大约要5000美元。


  此后,随着发光二极管(LED)、微处理器和激光二极管的不断发展,迎来了新的标识符号(象征学)及其应用的大爆炸,人们称之为“条码工业革命”。

 


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